機(jī)械性能全球最高水平,！自增強(qiáng)復(fù)合材料有望代替碳纖維材料

Callejon

近日,，韓國科學(xué)家使用一種聚丙烯聚合物,，成功開發(fā)出一種純凈的自增強(qiáng)復(fù)合材料,，其機(jī)械性能位居同類自增強(qiáng)復(fù)合材料榜首,，有望替代飛機(jī)用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,，加速“空中出租車”時(shí)代的到來,。研究成果刊發(fā)于最新一期《化學(xué)工程》雜志。

為推進(jìn)城市空中交通等未來出行方式的實(shí)現(xiàn),，科學(xué)家們需要開發(fā)出具有優(yōu)異物理性能和可回收性能的新材料,。自增強(qiáng)復(fù)合材料價(jià)格低廉,、重量輕，且在處理和回收方面具有優(yōu)勢,，因此,，被寄望于能替代飛機(jī)用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。

聚丙烯樹脂(PP)是一種高結(jié)晶性熱塑性樹脂,，通過加聚反應(yīng)而成的聚合物,。系白色蠟狀材料，外觀透明而輕,。聚丙烯具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度,、化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性，可在110℃-120℃下連續(xù)使用,，廣泛應(yīng)用于家用電器,、包裝用品、家具,、農(nóng)用制品,、建筑制品等領(lǐng)域。

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全球聚丙烯產(chǎn)能主要分布在東北亞地區(qū),。2021年全球聚丙烯總產(chǎn)能超過1億噸,，產(chǎn)能相比2020年增加了813.5萬噸。從區(qū)域產(chǎn)能分布來看,，主要集中在東北亞,、北美、中東,、西歐等地,，其中東北亞地區(qū)的產(chǎn)能占比超過45%。

中國是全球最大的聚丙烯產(chǎn)能供給市場,。進(jìn)一步分析東北亞地區(qū)的主要國家/地區(qū)聚丙烯產(chǎn)能,，2021年，中國大陸地區(qū)的產(chǎn)能占整個(gè)東北亞地區(qū)總量的比重超過70%,，中國(包含臺灣地區(qū))的聚丙烯產(chǎn)能整體占東北亞地區(qū)的比重超過80%,，占全球總產(chǎn)能的比重超過35%，位居全球第一,。

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據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,，2019-2021年，中國大陸地區(qū)的聚丙烯產(chǎn)能逐年增長,，2021年超過3000萬噸，同比2020年增長超過30%,，國內(nèi)聚丙烯行業(yè)正迎來新一輪擴(kuò)能高峰期,。

中國大陸地區(qū)聚丙烯企業(yè)產(chǎn)能排名TOP10,。目前國內(nèi)的聚丙烯生產(chǎn)企業(yè)主要有華東能源、國家能源集團(tuán)寧煤,、榆能化,、浙江石化、恒力石化等,。2021年,，東華能源、國家能源集團(tuán)寧煤,、榆能化三家企業(yè)的聚丙烯產(chǎn)能均在100萬噸及以上,。

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與先前的研究相比，新獲得的自增強(qiáng)復(fù)合材料擁有迄今最高水平的機(jī)械性能,，其黏附強(qiáng)度,、拉伸強(qiáng)度和抗沖擊性分別提高了333%、228%和2700%,。而且,，當(dāng)被用作小型無人機(jī)的框架材料時(shí)，該材料比傳統(tǒng)的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料輕52%,，飛行時(shí)間增加了27%,，證實(shí)了其在下一代飛行應(yīng)用中的潛力。

前瞻產(chǎn)業(yè)研究院認(rèn)為,，聚丙烯樹脂(PP)是五大通用塑料中消費(fèi)量增長最快的產(chǎn)品,。中國塑料協(xié)會預(yù)計(jì)未來幾年我國聚丙烯需求年均增速6.4%。2021年以來,，隨著衛(wèi)生事件降溫,，纖維消費(fèi)增速放緩，但未來二胎政策,、人口老齡化等領(lǐng)域?qū)�纖維消費(fèi)預(yù)期依然樂觀,。總體來看,，聚丙烯的消費(fèi)結(jié)構(gòu)正在從傳統(tǒng)的塑編,、BOPP膜領(lǐng)域向應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛、高端化,、個(gè)性化的終端領(lǐng)域延伸,。近兩年，注塑消費(fèi)已成為聚丙烯消費(fèi)的主要領(lǐng)域,，國內(nèi)消費(fèi)結(jié)構(gòu)亦在逐步優(yōu)化,，看國際水平看齊。